СПЕЦИФИКА РАЗРАБОТКИ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРИ ОБУСТРОЙСТВЕ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Сонин В.В.

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого


Номер: 4-1
Год: 2017
Страницы: 101-105
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

специальные технические условия, обустройство газовых месторождений, теплотехнический расчет, газовые скважины, растепление грунтов, special technical conditions, arrangement of gas deposits, thermal calculation, gas wells, thawing soils

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Данная статья посвящена описанию процедуры решения о необходимости разработки специальных технических условий при проектировании объектов газовых месторождений и дальнейшим мероприятиям по их разработке и согласованию

Текст научной статьи

Введение В настоящее время технологии и методы организации строительства далеко ушли от нормотворческой деятельности нашего государства. Также многие нормы, указанные в законах, нормах и правилах являются завышенными и предназначенными для наихудших возможных условий с большим коэффициентом запаса. На практике же нередки случаи, когда требования норм оборачиваются для Заказчика/Застройщика крайне завышенными расценками на выполнение работ. Для преодоления существующего пробела в нормах проектирования, возможной экономии денежных средств без ущерба безопасности и легитимности строительства, законодательно предусмотрена мера в виде специальных технических условий (далее СТУ). СТУ являются техническими нормами, содержащими (применительно к конкретному объекту капитального строительства) дополнительные к установленным или отсутствующим технические требования в области безопасности, и отражающими особенности инженерных изысканий, проектирования, строительства, эксплуатации, а также демонтажа (сноса) объекта. В случае если для подготовки проектной документации требуется отступление от требований национальных стандартов и сводов правил, недостаточно требований к надежности и безопасности, установленных стандартами и сводами правил, или такие требования не установлены, разработка проекта и строительство здания или сооружения осуществляются в соответствии со специальными техническими условиями, разработка которых предшествует проектным работам [1]. В зависимости от степени обеспеченности планируемого к строительству объекта действующими нормативными положениями, по решению заказчика (инвестора) могут разрабатываться СТУ следующих видов: a) технические требования, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Технического регламента; b) технические требования к промышленной безопасности опасных производственных объектов капитального строительства, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Технического регламента; c) технические требования к сейсмической безопасности объектов капитального строительства на территориях сейсмичностью более 9 баллов, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Технического регламента; d) технические требования, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". СТУ разрабатываются на стадии разработки проектных предложений, а их требования должны учитываться при разработке соответствующих разделов проектной документации. Разработке СТУ должно предшествовать определение принципиальных технических решений объекта (в том числе объемно-планировочные и конструктивные решения, применяемые материалы и изделия), а также анализ имеющейся нормативной базы в отношении конкретного объекта, который служит основой для выработки недостающих нормативных положений или разработки отсутствующих норм по определенным направлениям. В настоящий момент в России идёт адаптация системы технического регулирования, которая устанавливает новые подходы применения требований к продукции, процессам производства, работам и услугам. Предпосылки к разработке СТУ применительно к газовым месторождениям В последние годы идет активное проектирование обустройства месторождений севера Западной Сибири. Данные месторождения расположены в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов, подверженных возможности растепления при продолжительном воздействии положительных температур. Как пример можно привести приустьевую зону газовых скважин. При воздействии температуры поднимающегося флюида замороженные грунты приустьевой зоны в летний период могут подвергнуться растеплению, а в зимний период - повторно перейти в замороженное состояние. При этом может произойти смятие обсадных колонн, что может привести к аварийным ситуациям. В связи с удаленным расположением месторождений решение инженерной задачи по грамотному проектированию обустройства месторождений характеризуется тем, что значительная часть информационных потоков относится к пространственно-распределенным объектам: скважинам, промышленным сооружениям [установки, очистные сооружения, трубопроводы, линии электропередачи, дороги), природной среде ( воздух, вода, почвы), технологическим процессам. Проектная документация обязана обеспечить оптимальную разработку месторождения в соответствии с технологической схемой разработки, подготовку всех видов углеводородного сырья к транспорту. Уровень промышленной безопасности производственных объектов должен соответствовать требованиям действующих норм и правил и других нормативных документов. Параллельно с проектированием обустройства месторождений ведется подготовка проектной документации на строительство скважин. При параллельном проведении данных работ, стыковка действий проектных организаций приходится на этап подготовки генерального плана кустовой площадки. К генеральному плану предъявляются следующие требования: • размещение производственных и вспомогательных зданий и сооружений необходимо производить по их функциональному и технологическому назначению с учетом взрывной пожарной и экологической опасности: • компактность размещения необходимых технологических и производственных зданий и сооружений; • максимальное соответствие генплана на период бурения генплану на период дальнейшей эксплуатации. Первый и второй пункты решаются методом взаимодействия специалистов проектных организаций и специалистов организации Заказчика/Застройщика путем обсуждений и проверки проектных решений действующим нормам Законодательства. Также данные пункты будут проходить проверку контролирующими органами на периоде проведения Государственной экспертизы проектной документации. Второй пункт носит более рекомендательный характер, но он влияет на экономическую составляющую всего инвестиционного проекта, особенно такого капиталоемкого как обустройство месторождений Северного блока. Камнем преткновения в данном этапе является вопрос выбора расстояния между устьями скважин. Расстояние между устьями скважин имеет громадное практическое значение. Уменьшая расстояние между скважинами уменьшаются капитальные затраты. эксплуатационные расходы, но не в такой степени. При больших расстояниях относительная длина газопроводов, водопроводов, кабелей будет больше. Даже малое уменьшение расстояний ведет к большой экономии капитальных вложений. В настоящее время минимальное расстояние между скважинами регламентируется следующими документами: 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности (Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 12 марта 2013 г. N 101) [2]; 2. "Приказ МЧС России от 17 июня 2015 г. № 302 "Об утверждении свода правил "Обустройство нефтяных и газовых месторождений. Требования пожарной безопасности» [3]; 3. РД 08-435-02 Инструкция по безопасности одновременного производства буровых работ, освоения и эксплуатации скважин на кусте [4]. Из вышеперечисленных документов, расстояние между устьями газовых и газоконденсатных скважин подлежит нормированию на основании двух требований: - норм противопожарной безопасности - не менее 20 м; - норм промышленной безопасности - не менее 40. Также необходимо обратить внимание, что установление расстояния между устьями согласно «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности ранее производилось на основании расчета радиуса растепления криолитозоны вокруг устья скважин, т.е. зависело от конкретных геологических параметров месторождения и многолетнемерзлых пород в вышележащих интервалов в частности. Решение проблемы путем разработки СТУ Итак, определившись с существующей ситуацией возникает 2 варианта разрешения возникшей ситуации и сокращения затрат Общества: • использование существующих норм и правил с последующей установкой расстояния между устьями скважин в 40 м; • разработка специальных технических условий, позволяющих сократить расстояние между устьями скважин до 20 м. В рамках данной работы рассматривается целесообразность привлечения специализированной организации для разработки СТУ с последующей её защитой в контролирующих органах с целью сокращения затрат Общества. Разработка и согласование специальных технических условий регламентируется Приказом министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской федерации (Минстрой России) № 248/пр от 15.04.2016 г. Подготовка СТУ проводится проектной, научно-исследовательской организацией или организацией, обладающей научно-техническим потенциалом и опытом практической работы в соответствующей области на основании технического задания заказчика (инвестора). В случае наличия отступлений от требований обязательного применения, установленных национальными стандартами и сводами правил, в состав СТУ должны быть включены положения, компенсирующие эти отступления, при обосновании одним или несколькими способами. Аналогично должны быть обоснованы дополнительные требования по сравнению с обязательными требованиями, установленными национальными стандартами и сводами правил. Структура раздела (подраздела) СТУ определяется на стадии составления технического задания на их разработку и должна соответствовать структуре сводов правил в соответствующей сфере деятельности. Дополнительные требования каждого раздела (подраздела) СТУ должны быть отнесены к соответствующему нормативному документу или его разделу Для согласования проекта СТУ заинтересованное лицо направляет в Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации требуемые документы и материалы. Срок рассмотрения документации и принятия решения о согласовании проекта СТУ либо об отказе в согласовании проекта СТУ составляет тридцать календарных дней со дня поступления документации в Министерство. В случае направления такого запроса, по решению Министра строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации, срок рассмотрения документации и принятие решения о согласовании проекта СТУ, либо решения об отказе в согласовании проекта СТУ может быть продлен до девяноста календарных дней. В случае, если документация направлена в Министерство с нарушением требований, такая документация подлежит возврату заинтересованному лицу без рассмотрения в течение десяти календарных дней со дня регистрации документации в Министерстве [5]. Основание достоверности принятых решений Для обоснования данного отступления необходимо проведение исследований, подтверждающих безопасность отступления действующих норм. В данном случае данным расчётом является расчёт зоны растепления криолитозоны вокруг устья скважин. Проектирование сооружений в условиях вечномерзлых грунтов является сложной инженерной задачей, которая требует специального подхода, а также ставит необходимость в разработке собственного программного обеспечения или покупке расчетных комплексов для выполнения проектной документации. В настоящее время, как в России, так и за её пределами разработано большое количество расчетных методик для анализа температурного поля в областях распространения многолетнемерзлых грунтов Одна из проблем при обустройстве и эксплуатации нефтяных скважин в районах распространения вечномерзлых грунтов - это тепловая деформация грунтов. Мерзлые грунты обладают специфическими реологическими, просадочными, пучинистыми и другими свойствами в зависимости от температуры. В связи с этим важной задачей является расчет тепловых полей нефтяных скважин на протяжении всего срока эксплуатации. Растепление мерзлой породы с потерей связанности наступает, когда породе передано количество тепла достаточное не только для ее нагрева от естественной отрицательной температуры до 0 °С, но и для перехода содержащегося в породе льда-цемента в жидкое состояние. Поэтому полной гарантией от осложнений, связанных с протаиванием сцементированных льдом мерзлых пород, следует считать соблюдение условия t max ≤ 0°С, т.е. чтобы ни в одной точке ствола скважины температура циркулирующей жидкой или газообразной промывочной среды не превышала 0 °С. Работа по проведению расчётов должна проведена в соответствии с требованиями нормативных документов, согласно условиям задания на проектирования. Должны быть учтены все необходимые критерии оценки воздействия эксплуатации газовых/газоконденсатных скважин на породы вокруг них, крепь монолита приустьевой части скважин, выбора расстояний между устьями. Одним из возможных методов может быть представлен алгоритм контакта кольцевых слоев конструкции скважин с вмещающими их мерзлыми породами рассматриваемого месторождения. Расчет основывается на передаче тепла от первой трубы (НКТ) наружу в следующие оболочки (кольцевые слои) конструкции скважины с разными материалами изоляции, имеющими свою теплопроводность, и, в итоге, во внешний слой ММП. Имеются специализированные сертифицированные программные комплексы для решения подобных инженерных задач. Основными показателями расчета служат температура флюида на устье, материал изоляции труб и теплофизические свойства ММП на глубине до 50 м. Интервал от 0 до 50 м выбран по данному расчету (программе) исходя из определения критического участка мерзлых пород для рассматриваемых месторождений, в котором при протаивании ММП верхний участок крепи скважины может потерять устойчивость, образоваться приустьевые воронки, а при обратном промерзании смять обсадные колонны конструкции, что неминуемо приведет к аварийной ситуации на скважине.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.